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Preisträger Q1, 2023

Molecular Chameleon Carriers for Nucleic Acid Delivery: The Sweet Spot Between Lipoplexes and Polyplexes

[Advanced Materials]


Sophie Thalmayr, Melina Grau, Lun Peng, Jana Pöhmerer, Ulrich Wilk, Paul Folda, Mina Yazdi, Eric Weidinger, Tobias Burghardt, Miriam Höhn, Ernst Wagner, Simone Berger


Sophie Thalmayr & Melina Grau

Basierend auf einem „Chemischen Evolutionsprozess“, wurde in der vorliegenden Arbeit Thalmayr et al. eine Bibliothek an neuen hocheffizienten nicht-viralen Carriers für pDNA, mRNA und siRNA Delivery generiert. Diese neue Träger-Klasse vereinigt die Vorteile früherer Polymer-basierter und Lipid-basierter Carriers und übertraf frühere Carrier-Generationen bei Weitem. Beim Zelleintritt über Endozytose zeigen die neuen Träger ein Chamäleon-artiges Verhalten und pH-abhängige Polaritäts-Änderung durch kationisierbare polare und apolare Strukturelemente. mRNA Lipopolyplexe waren in Tumorzellen in Gegenwart von 90% Serum immer noch hochpotent, und noch in sehr niedrigen Dosen (3 Picogramm) aktiv, was ungefähr 2 Nanopartikeln pro Zelle entspricht. Damit haben sie vergleichbare Partikel-Effizienz wie virale Vektoren. Auch in vivo zeigten die Carriers hohe Aktivität bei systemischer Applikation von 1-3 µg mRNA in Mäusen, vor allem im Immunorgan Milz sowie in Tumor, Lunge und Leber.